[发明专利]基于区块链的车联网车辆通信行为模仿博弈策略

说明书

本发明基于区块链的车联网车辆通信行为模仿博弈策略。首先，构建一个基于区块链技术的车联网框架，保障通信数据的不可篡改。在此基础上，对车联网中车辆节点通信行为进行量化，对不同通信行为给予不同的收益。根据车辆节点历史收益与邻居车辆节点的平均历史收益，计算车辆节点变更通信行为策略的概率。随后，RSU中组成两个策略学习的对象集。当车辆节点需要变更通信行为时，RSU分析该车辆节点的历史通信行为，给予该车辆节点相应的策略学习对象集。车辆节点变更通信行为策略后，将变更后的通信行为策略反馈给RSU，RSU验证信息的真实性后，将该信息添加到区块链网络中。该策略有效缓解自私节点和恶意节点对网络通信性能的影响。

技术领域

本发明涉及车联网信息安全领域，具体为基于区块链的车联网车辆通信行为模仿博弈策略。

背景技术

车联网是智能交通系统的重要组成部分。车联网能够为车与车之间提供实时的信息交互。由于车联网是一种分布式、开放式的移动网络，存在亟待解决的安全问题，例如自私节点、恶意节点对信息安全、网络通信性能的影响。现有的方法基于声誉检测自私节点，并对检测的自私节点进行永久屏蔽；也有基于货币奖励检测恶意节点和自私节点，将恶意节点和自私节点屏蔽一段时间后，重新进行检测。虽然现有方法一定程度上消除了自私节点、恶意节点对信息安全的影响，但是随着自私节点和恶意节点的增多，导致网络通信性能严重恶化。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出基于区块链的车联网车辆通信行为模仿博弈策略。依据区块链技术，构建一个基于区块链的车联网系统框架(BVNS)；在此基础上，提出一种车联网车辆通信行为模仿博弈策略。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于区块链的车联网车辆通信行为模仿博弈策略。包括如下步骤，

步骤1，构建一个基于区块链的车联网系统框架(BVNS)。该系统主要包含以下部分：道路基础设施，车辆(V_n)，路边单元(RSU)等。其中车辆V_n＝(v₁，v₂，...v_n)具有与RSU进行通信的车载单元(OBU)，路边单元RSU_m＝(RSU₁，RSU₂，...，RSU_m)具有一定的计算和存储能力，RSU中存储车辆通信行为策略的变更和收益变化等信息。RSU与RSU之间组成区块链网络，保障通信数据的不可篡改。

步骤2，在基于区块链的车联网系统中，对车联网中车辆节点通信行为进行量化。车联网中车辆节点V_i的通信行为可以分为3类：主动通信行为(AC-Behavior)：车联网中车辆节点V_i通过对外界的感知和分析，然后发送信息给其他节点的行为；被动通信行为(PC-Behavior)：车联网中车辆节点V_i转发来自其他节点信息的行为；拒绝通信行为(DC-Behavior)：车联网中车辆节点V_i拒绝转发来自其他节点信息的行为。当车辆节点V_i选择不同通信行为时，可以得到不同的收益。

步骤3，假设车联网中有N个车辆节点，其中任意车辆节点V_i进行一次通信。当车辆节点V_i采取主动通信行为时，车辆节点V_i将消耗资源S，收到的回报为R₁，该行为的总收益R₁-S。当车辆节点V_i采取被动通信行为时，车辆节点V_i将消耗资源S，收到的回报为R₂，该行为的总收益R₂-S，其中，0＜S＜R₂＜R₁＜1。当车辆节点V_i采取拒绝通信行为时，车辆节点V_i将不消耗资源，即消耗资源为0；同时收到的回报也为0；该行为的总收益0。